Summary
وقد تم وضع التصوير وضع نظام ثنائي لعدم الاتصال تقييم أكسجة الأنسجة الجلدية وظيفة الأوعية الدموية.
Abstract
تقييم دقيق لأكسجة الأنسجة الجلدية وظيفة الأوعية الدموية من المهم للكشف عن المناسبة ، التدريج ، والعلاج من اضطرابات صحية عديدة مثل الجروح المزمنة. نحن تقرير وضع نظام التصوير ثنائي لتصوير الوضع غير الغازية وغير اتصال ، من الأوكسجين النسيج الجلدي وظيفة الأوعية الدموية. نظام التصوير بالأشعة تحت الحمراء المتكامل كاميرا ، كاميرا CCD ، مرشح الانضباطي الكريستال السائل وكثافة عالية من الألياف مصدر الضوء. كان مبرمجا واجهة من أجل السيطرة LABVIEW المعدات والتزامن والحصول على الصور ، وتجهيز ، والتصور. واستخدمت الصور المتعددة الأطياف الملتقطة بواسطة الكاميرا CCD لإعادة بناء الخريطة أكسجة الأنسجة. واستخدمت صور الحراري الديناميكي الملتقطة بواسطة الكاميرا بالأشعة تحت الحمراء لإعادة بناء الخريطة وظيفة الأوعية الدموية. وكانت الأنسجة الجلدية الأوكسجين والصور وظيفة الأوعية الدموية من خلال المشاركة في تسجيل علامات الائتمانية. تم اختبار خصائص أداء نظام مزدوج صورة الوضع في البشر.
Protocol
1. خرائط الأوكسجين من قبل الأنسجة التصوير المتعدد الأطياف
وتم وضع مركز بالجروح الشامل (الأسلحة الكيميائية) وضع مزدوج نظام التصوير ، والمشار إليه بوصفه نظام اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية ، في جامعة ولاية أوهايو للتصوير متعددة الأطياف من الأوكسجين الأنسجة الجلدية والتصوير الحراري وظيفة الأوعية الدموية. تم استخدام المشتقات واسعة الفجوة الثانية تقنية التحليل الطيفي لإعادة بناء الأنسجة الأوكسجين خرائط تستند الى صور متعددة الأطياف 1. في هذه الدراسة ، وجلس وهو موضوع صحي مع الساعد الأيسر يستريح على كونترتوب. رسمت جزء من الساعد داخل مجال الرؤية للنظام الاتفاقية مع الحبر الهند (1 ٪ الذائبة في الايثانول) لتقليد ألوان البشرة المختلفة. تم الحصول على الصور المتعددة الأطياف وأعيد بناؤها مخطط الأوكسجين استنادا إلى الطيف المشتق الثاني الفجوة واسعة. ومقارنة مع الخريطة التي أعيد بناؤها الأوكسجين التي اكتسبها تجاري Hypermed OxyVu نظام قياس أكسجة الأنسجة الفائقة الطيفية.
وتمت دراسة ردود الأوكسجين إلى الأنسجة الوعائية إطباق على نفس الموضوع بعد بروتوكول بعد الانسداد تبيغ التفاعلي (PORH) 2. قبل اختبار PORH ، سجلت الانقباضي هذا الموضوع والضغوط الدم الانبساطي من الضغوط المفروضة على الكفة العضد الأيسر. تألف بروتوكول PORH فترة الأساس قبل دقيقتين من مسد ، وانسداد suprasystolic (الانقباضي + 50 ملم زئبق) مدة دقيقتين ، وفترة رد الفعل تبيغ من دقيقتين. تم الحصول على الصور المتعددة الأطياف في أربع موجات (أي ، 530nm ، 550nm ، 570nm ، 590nm و) أثناء الاختبار PORH بمعدل عينات من 0.75 ثانية في الطول الموجي. وسجلت في نفس الوقت تشبع الأكسجين العميق الأنسجة الجلدية والأنسجة توتر الأوكسجين على ذراع نفسه عن طريق معمل نسيج OxiplexTS (ISS شركة ، أوربانا شامبين ، IL) ورصد TCM الأوكسجين عبر الجلد (الاشعاعي والدنمارك) على التوالي.
2. تعيين وظيفة الأوعية الدموية من خلال التصوير الحراري الديناميكي
وقد تجلى ديناميكية التصوير الحراري على موضوع صحي باستخدام نفس النظام الأسلحة الكيميائية. هذا الموضوع كذب بشكل مريح على طاولة في موقف ضعيف ، مع الذراع اليسرى يستريح على كونترتوب وظهر اليد اليسرى باتجاه مواجهة وحدة كاميرا الأشعة تحت الحمراء للنظام اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية. وكان يوضع دوبلر الليزر التحقيق على الحافة اصبع اليد نفسها لمراقبة مستمرة من نضح الجلد الاصبع. وكان يوضع الكفة الضغط على الذراع اليسرى العليا لإنتاج مستويات مختلفة من الانسداد. قبل التجربة ، وسئل عن الموضوع إلى راحة لمدة 10 دقائق على الأقل ، مع الضغوط الانقباضي والانبساطي التي سجلتها كفة الضغط. تم القبض على لوحات الحراري الديناميكي في مستويات ضغط الكفة التالية : لا يوجد انسداد ، 0.5 X ضغط الدم الانبساطي ، 0.5 × (ضغط الدم الانبساطي + ضغط الدم الانقباضي) ، و 1.5 ضغط الدم الانقباضي س. في كل مستوى ضغط الكفة ، فرضت التحفيز الحراري عن طريق وضع كيس ماء درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية) على اليد اليسرى لمدة 30 ثانية. مباشرة بعد إزالة التحفيز الحراري ، تم الحصول على الصور اليد اليسرى الحراري بمعدل 2 إطارات / ثانية وسجلت نضح الجلد الاصبع عن طريق المسبار دوبلر الليزر على معدل أخذ العينات من 10 هرتز. وكان الفاصل الزمني بين اختبارات 10 دقيقة. اتسم موقف اليد اليسرى مقدما بحيث القياسات اللاحقة كانت في نفس الموقف. تم تقييم وظائف الأوعية الدموية انسداد الأنسجة عند مستويات مختلفة من خلال حساب كل من استجابة درجات الحرارة ومؤشر وظائف الاوعية الدموية. تم تعريف مؤشر وظائف الاوعية الدموية والنسبة بين الجذر التربيعي من الوقت بعد التحفيز الحراري وتغير درجات الحرارة المقابلة.
3. شارك في تسجيل الأوكسجين بين الأنسجة وخرائط وظيفة الأوعية الدموية
كانت خريطة النسيج الجلدي وظيفة الأوعية الدموية التي اكتسبها التصوير الحراري الديناميكي وخريطة أكسجة الأنسجة الجلدية المكتسبة عن طريق التصوير المتعدد الأطياف المشترك التي سجلتها خوارزمية التصوير المتقدمة. ووضعت أربعة علامات الائتمانية ، في وقت واحد يتناقض مع الحرارية والبصرية ، وعلى الأنسجة البيولوجية لتسهيل المشاركة في تسجيل الصور. حاليا البروتوكول المشترك لتسجيل الصورة البصرية (وخريطة الأوكسجين) مع الصور الحرارية (وظيفة الأوعية الدموية من الخريطة) تتضمن الخطوات الرئيسية التالية : 1) تحويل جميع الصور على نطاق والرمادي وتطبيع قيم الكثافة بين 0 بكسل و 1 و 2) للصورة الضوئية ، والتعرف على الصدارة (الجلد) المنطقة التي قيم الكثافة العالية بكسل من عتبة عالمي التجريبية (0.8 أضعاف قيمة متوسط كثافة الصورة بأكملها) ، والثقوب الصغيرة في المنطقة الأمامية و ملأ به عملية شكلية وثيقة ؛ 3) تحديد المناطق علامة الائتمانية والمناطق الداكنة في المقدمة التي هي أقل كثافة القيم ز على حد سواء lobal عتبة عتبة والتكيف المحلية التي تحددها القيم بكسل يعني في 20 - 20 بواسطة حي بكسل. سمح لنا عتبة المحلية على التكيف لاستيعاب الاختلاف الإضاءة ، 4) تحسين المناطق علامة الائتمانية باستخدام العمليات المورفولوجية لإزالة الضجيج والمسامير ، وتم تحديد centroids من المناطق الأربع ونقاط مراقبة في الصورة البصرية ؛ 5) كرر الخطوات مشابهة تحديد المناطق علامة في صورة حرارية ؛ 6) مباراة مجموعتين من نقاط المراقبة على أساس القرب (بالنظر إلى أن تم وضعه عن كثب اثنين من كاميرات) ؛ 7) حساب تحول أفيني بين الصورتين مع الصورة الحرارية كمرجع وتحويل الصورة البصرية وخريطة الأوكسجين (التي تم الحصول عليها من الكاميرا نفس الصورة البصرية) في المقابل ، 8) وأخيرا توليد الصور مضافين لالتصور.
4. ممثل النتائج :
نتائج ممثل للبروتوكول الأوكسجين (أي رقم 1) وخرائط الأوكسجين الأنسجة الجلدية بناؤها على أساس التحليل الطيفي الثانية عالميا الفجوة المشتقة. طريقة التحليل الطيفي الثانية عالميا خفض الفجوة المشتقة بفعالية التحف القياس الناجمة عن امتصاص الأنسجة الخلفية بحيث كان أقل تأثرا قياس الأوكسجين جلدي من جراء التغييرات محاكاة لون البشرة. أثبتنا أيضا على بروتوكول PORH حيث سجلت في وقت واحد الأوكسجين النسيج الجلدي الخريطة ، أكسجة الأنسجة العميقة ، والأكسجين التوتر الأنسجة الجلدية.
نتائج ممثل للبروتوكول وظيفة الأوعية الدموية (أي ، # 2) وتشمل درجة الحرارة الأنسجة الجلدية التوزيعات ، ودرجة الحرارة الأنسجة الجلدية تغييرات ردا على التحفيز الحراري الخارجية ، والنسيج الجلدي خرائط مؤشر الأوعية الدموية المستمدة من التصوير الحراري الديناميكي. ولوحظ وجود علاقة بين التصوير الحراري من الأنسجة الجلدية الوعائية ومؤشر قياس دوبلر الليزر نضح أنسجة الجلد.
نتائج ممثل للبروتوكول التعاون تسجيل (أي ، # 3) وتشمل الخريطة أكسجة الأنسجة ، والخريطة مؤشر الأوعية الدموية ، ودمج الصور بين الأوكسجين ، التصوير الفوتوغرافي ، والصور مؤشر الأوعية الدموية المشتركة التي سجلتها متعددة المقابل علامات الائتمانية.
الشكل 1. اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية إعداد النظام المزدوج للوضع عدم الاتصال التصوير من الأوكسجين الأنسجة وظيفة الأوعية الدموية. تم تركيب هذا النظام على عربة متنقلة. تألفت من الكاميرا الحرارية an الأشعة تحت الحمراء ، كاميرا CCD ، مرشح الكريستال السائل الانضباطي ، ومصدر ضوء النطاق العريض. تم استخدام جهاز الكمبيوتر لمزامنة مهام جمع البيانات وتحليلها وعرضها.
الشكل 2. كان مبرمجا واجهة برمجية لنظام اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية ، واجهة البرنامج في بيئة LABVIEW. في الجزء العلوي الأيسر من واجهة لوحة التحكم لتكوين الأجهزة ومعايرة النظام. على يمين واجهة العرض في الوقت الحقيقي من نسيج الخريطة الحرارة المكتسبة بواسطة كاميرا الأشعة تحت الحمراء. في الجزء السفلي من واجهة والليزر دوبلر من القياسات نضح أنسجة الجلد.
الشكل 3. واجهة برمجية لنظام اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية (يتبع) ، وهذا هو نافذة منبثقة لاظهار معالم أكسجة الأنسجة. على اليسار هو الخريطة أكسجة الأنسجة بناؤها من الصور المتعددة الأطياف. على الجانب الأيمن من واجهة يعرض أكسجة الأنسجة التالية المعلمات من أعلى إلى أسفل : (1) الأنسجة الجلدية الأوكسجين متوسط من منطقة مختارة من الفائدة (ROI) في نسيج الخريطة الأوكسجين ، (2) أكسجة الأنسجة العميقة رصدها من قبل مقياس التأكسج الأنسجة OxplexTS ؛ (3) الأنسجة الجلدية توتر الأوكسجين رصد بواسطة الاوكسجين TCM رصد عبر الجلد.
الشكل 4. تصوير الأنسجة الجلدية الأوكسجين عن طريق نظام التصوير OxyVu ، والرقم الأيسر هو الرمادي صورة أنسجة الجلد. رسمت طبقة من الحبر على الجلد لمحاكاة لون البشرة. وأظهرت خريطة أكسجة الأنسجة الجلدية التي اكتسبها نظام OxyVu على اليمين. تم اختيار اثنين من مربعة الشكل مناطق الفائدة (رويس) داخل وخارج منطقة الحبر مرسومة على التوالي. لعائد الاستثمار داخل المنطقة للحبر الملون ، وكان النسيج الجلدي الأوكسجين متوسط 62.8 ± 11.0 ٪. لعائد الاستثمار خارج المنطقة للحبر الملون ، وكان النسيج الجلدي الأوكسجين متوسط 44.0 ± 11.0 ٪. ولوحظ وجود فارق قدره 18.8 ٪ للقياسات الأنسجة الجلدية الأوكسجين داخل وخارج منطقة الجلد الحبر الملون.
جوري 5 "/>
الشكل 5. تم القبض على الأنسجة الجلدية التصوير الأوكسجين من قبل نظام اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية ، وصور متعددة الأطياف من قبل نظام اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية في الموقع نفسه على الجلد في نفس الموضوع كما ان في الشكل 4. الرقم اليسار هي صورة الموجة واحدة من أنسجة الجلد والرقم الصحيح هو إعادة بناء الأنسجة الجلدية خريطة الأوكسجين. رسمت طبقة من الحبر على الجلد مع تركيز الحبر ذاته في الشكل 4. . تم اختيار اثنين من مربعة الشكل مناطق الفائدة (رويس) داخل وخارج منطقة الحبر مرسومة على التوالي. لعائد الاستثمار داخل المنطقة للحبر الملون ، وكان النسيج الجلدي الأوكسجين متوسط 60.9 ± 6.9 ٪. لعائد الاستثمار خارج المنطقة للحبر الملون ، وكان النسيج الجلدي الأوكسجين متوسط 65.8 ± 5.5 ٪. ولوحظ وجود فارق قدره 4.9 ٪ للقياسات الأنسجة الجلدية الأوكسجين داخل وخارج منطقة الجلد الحبر الملون.
الشكل 6. وقد أجريت محاكاة تأثير التغيرات في لون الجلد موثوقية القياسات الجلدية أكسجة الأنسجة. التحليل الإحصائي لتحديد أهمية التغييرات لون البشرة محاكاة لقياس الأوكسجين لOxyVu على حد سواء ، ونظم التصوير الأسلحة الكيميائية. لكل نظام التصوير ، وحسبت متوسط oxygenations الأنسجة الجلدية داخل وخارج مناطق الجلد التي رسمها الحبر عشوائيا اختيار 10 مناطق المصالح (رويس) في كل منطقة. فرضيتنا فارغة هو أن تغير من لون البشرة لن يؤثر على النسيج الجلدي الأوكسجين القياس. وقد تم اختبار هذه الفرضية باستخدام الخرائط الأوكسجين فارغة في الشكل 4 (أي قياسات OxyVu) والشكل (5) (أي قياسات CWC) على التوالي. الطالب ر التجارب تبين أن قيمة ف للقياسات OxyVu هو اقل بكثير من 0.001 ، مما يعني أن يتم رفض فرضية العدم. لذلك ، تغيير لون البشرة لا يؤثر على النسيج الجلدي قياسات الأوكسجين في نظام التصوير OxyVu. في المقابل ، فإن قيمة ف للقياسات الاتفاقية هو 0.728 ، مما يعني احتمال أن تغير لون البشرة لا يؤثر على النسيج الجلدي قياسات الأوكسجين في نظام التصوير الأسلحة الكيميائية.
الشكل 7. جلدي صور الأوكسجين الأنسجة التي تم الحصول عليها من نظام اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية خلال فترة ما بعد الانسداد تبيغ التفاعلي (PORH). وجرى اختبار PORH بها على الساعد ليلي موضوع صحي # 1. (أ). صورة وحيدة الطول الموجي مقياس الرمادية للذراع مع أربع علامات الائتمانية الذي وضع صورة مشتركة للتسجيل. (ب) والنسيج الجلدي الأساس خريطة الأوكسجين المكتسبة قبل انسداد الأوعية الدموية. (ج) أكسجة الأنسجة الجلدية خريطة انسداد الأوعية الدموية بعد (الضغط الانقباضي 50mmHg +) لمدة 2 دقيقة. (د) أكسجة الأنسجة الجلدية خريطة تبيغ بعد رد الفعل. وقد لوحظت تغييرات كبيرة في النسيج الجلدي الأوكسجين قبل وأثناء وبعد انسداد الأوعية الدموية.
الشكل 8. معلمات الأكسجين الأنسجة ترصد باستمرار خلال اختبار PORH. بروتوكول اختبار في الفقرة (أ) يبين فترة من خط ما قبل إطباق ، تليها فترة انسداد suprasystolic ، وتنتهي مع فترة تبيغ رد الفعل. يتم رسم تاريخ الأنسجة الجلدية مدة الأوكسجين الإجراء PORH في (ب). تم الحصول عليها عن طريق حساب متوسط منطقة مختارة من الفائدة (ROI) في خريطة الجلدي الأوكسجين الأسلحة الكيميائية. نحن أيضا برصد أكسجة الأنسجة العميقة من قبل مقياس التأكسج الأنسجة OxiplexTS ، المرسومة كما في (ج). كما تم رصد الأنسجة الأوكسجين عبر الجلد بواسطة جهاز التوتر TCM وتآمروا في (د). القياسات اتفاقية حظر الأسلحة الكيميائية من الأوكسجين في الأنسجة الجلدية تتزامن كذلك مع معلمات الأوكسجين الأخرى أثناء إجراء PORH.
الرقم 9. ردود النسيج الجلدي في مختلف الضغوط انسداد الأوعية الدموية. تم الحصول عليها صور الحراري مباشرة بعد التحفيز الحراري (أي كيس الماء في درجة حرارة الغرفة 25 درجة مئوية) وإزالتها من ناحية موضوع اليسرى. المحور الأفقي يتوافق مع بقع زمنية مختلفة بعد أن تم إزالة التحفيز الحراري. المحور العمودي يتوافق مع مستويات 4 التالية من الضغوط انسداد الأوعية الدموية : 0 (لا يوجد انسداد) ، 0.5DBP ، 0.5 (DBP + SBP) ، 1.5SBP ، حيث DBP هو ضغط الدم الانبساطي ، ومتوسط ضغط الدم الانقباضي هو ضغط الدم الانقباضي. عن هذا الموضوع تحديدا ، وDBP هو 69mmHg وSBP 123mmHg هو. نتائج الاختبار تشير إلى أن يرتبط استجابة الأنسجة لدرجات الحرارة التحفيز الحراري الخارجية مع مستوى انسداد الأوعية الدموية. زيادة الضغط إطباق يقلل من معدل الاستجابة الحرارية.
fig10.jpg "بديل =" الرقم 10 "/>
الرقم 10. أعيد بناؤها خرائط مؤشر الأوعية الدموية في مختلف الضغوط انسداد الأوعية الدموية. استمد مؤشر ظيفة الأوعية الدموية (V) في كل بكسل من الصور الحراري التي تتراجع درجة حرارة النسيج الجلدي التغيير (Δ T) ضد الجذر التربيعي للوقت بعد التحفيز الحراري (√ ر ) : Δ √ ر + ك + ε ، حيث ε هو الخطأ العشوائي وK هو ثابت. خرائط وظيفة الأوعية الدموية مؤشر من اليسار إلى اليمين تتوافق مع الظروف إطباق التالية : (أ) لا انسداد ، (ب) 0.5DBP ، (ج) 0.5 (DBP + SBP) ، (د) 1.5SBP. عن هذا الموضوع تحديدا ، وضغط الدم الانبساطي (DBP) هو 69mmHg وضغط الدم الانقباضي (SBP) 123mmHg هو.
الرقم 11. الارتباط بين مؤشر وظائف الاوعية الدموية وتروية أنسجة الجلد وقد تم احتساب طرف السبابة وظائف الاوعية الدموية في الانسداد في كل الضغوط التي كتبها # 2 في المتوسط خمس مناطق من الفائدة (رويس) في الفهرس خريطة الأنسجة الوعائية. تم قياس نضح أنسجة الجلد بواسطة جهاز دوبلر الليزر في واحدة من طرف الاصبع. مؤشر طرف الاصبع الأوعية الدموية ترتبط قياس دوبلر الليزر ، مشيرا إلى إمكانية استخدام الأسلوب الديناميكي الحراري في التقييم الكمي وظيفة الأنسجة الوعائية.
الرقم 12. . صورة شارك في عملية التسجيل في الصف الأول ، وتبين لنا : (أ) صورة طبيعية ، (ب) والمنطقة الأمامية مجزأة ، و (ج) علامات مجزأة في الصورة الفوتوغرافية. في الصف الثاني ، وتبين لنا : (د) من الخريطة تطبيع التروية ، (ه) في المنطقة الأمامية مجزأة ، و (و) علامات مجزأة في خارطة الارواء. تم احتساب أفيني التحول بين مجموعتين من مواقف علامة. تم الحصول على الصور المشارك المسجلة (ز ، ح) من خلال تحويل صورة صورة وخريطة الأكسجين باستخدام هذا التحول تعافى أفيني.
الرقم 13. وشارك في تسجيل النتائج. وكانت الصورة والخريطة تحولت الأكسجين ، جنبا إلى جنب مع خريطة نضح شارك المسجلة وعرضها في كخريطة الحرارة. وقدم خارطة الحرارة في الفقرة (أ) مع 100 ٪ من الصور في صورة تتحول القناة الحمراء ، و 100 ٪ من الأوكسجين تحول صورة في قناة خضراء و 50 ٪ من الخريطة نضح في القناة الزرقاء. من أجل رؤية أفضل للسفن ، نقدم نسخة أخرى من جراء المشاركة في التصنيع كما ورد في (ب). وتألفت الخريطة الحرارة بنسبة 100 ٪ من الصورة صورة تتحول في القناة الحمراء ، و 50 ٪ من الأوكسجين تحول صورة في قناة خضراء ، و 50 ٪ من الخريطة تغيرت نضح في القناة الزرقاء ، حيث كان مقلوب الخريطة مؤشر الأوعية الدموية والمعلومات فقط ابقى داخل المنطقة الأمامية.
Discussion
الأكسجين موجود في الأنسجة البيولوجية في أشكال متعددة مثل الهيموجلوبين الأوكسجين أو الميوجلوبين ملزمة ، الأوكسجين المذاب ، وأنواع الاكسجين التفاعلية. نقل الأكسجين تلعب دورا حاسما في الحفاظ على سلامة الأنسجة والعمليات الأيضية الطبيعية 3. سيكون لنقص الأكسجين الحاد خفيفة معتدلة بدء التكيف الأيضية ، وتنظيم الأوعية الدموية ، والاستجابات عائية 4. ونقص الأكسجين ونقص الأكسجة الشديد يؤدي الى عدم كفاية الأوعية الدموية وموت الخلايا. اختلال التوازن بين العرض محدود الأكسجين وزيادة الطلب على الأكسجين هو أحد العوامل المسببة للاضطرابات كبرى عديدة مثل الجروح المزمنة 5. في حالة الجروح الدماغية ، يقتصر امدادات الاوكسجين بسبب نقص التروية ، وغير قادرة على تلبية الحاجة الأيضية من عملية الشفاء والتضحية وظيفة الجهاز التنفسي انفجار تهدف الى مكافحة العدوى. تقييم المتزامن للأكسجة الأنسجة الجلدية وظيفة الأوعية الدموية والأهمية السريرية في مجال إدارة الجرح المزمن.
تقنية التصوير الطيفي تقديرات الجلدي أكسجة الأنسجة المضيئة التي الأنسجة والكشف عن الانعكاس الأنسجة عند أطوال موجية مختلفة 6. ميزة واحدة من كبرى التصوير الطيفي هو غير الغازية وعدم الكشف عن خصائص الاتصال الأنسجة وظيفية. ومع ذلك ، يتأثر قياس الأوكسجين الموثوقية بالنسبة للعديد من أنظمة التصوير الطيفي حسب لون البشرة وغيرها من الاختلافات استيعاب الخلفية. وقد تم تطوير واسعة الطيف الفجوة المشتق الثاني سابقا لقياس أكسجة الأنسجة مع تأثير قليل للغاية من نثر وتصبغ البشرة 1. طبقنا مبدأ التحليل الطيفي المشتقة الثانية لتصوير متعددة الأطياف وبرهنت على قياس ثابت من الأوكسجين النسيج الجلدي مستقلة مع التغييرات محاكاة لون البشرة.
وقد درست سابقا نضح الأنسجة من خلال قياس 7 الأنسجة الانتشارية الحرارية. وقد وضعت غطاء واحد وهناك طريقة لإدخال التحفيز الحراري والاستجابات الأنسجة صورة ديناميكية من أجل تقدير التوزيع نسيج الجلد الخمول الحراري 8. أظهرت التجارب على جلد الساعد الإنسان يتعرض لانسداد الشرايين الكفة علاقة خطية بين الجمود ونضح الدم الحرارية تقاس تصوير دوبلر الليزر قبل وأثناء انسداد تدفق الدم 8. كما تم استخدام نموذج bioheat جمعها لتقدير الوعائية طرف الاصبع خلال التفاعل انسداد وريدي تخطيط التحجم 9. على الرغم من الجهود المذكورة أعلاه ، نضح الدم الجلد قياس من قياسات درجة حرارة الجلد من الأمور الصعبة نظرا لعدم وجود حساسية ، والاعتماد على سماكة الدهون تحت الجلد ، وغيرها من العوامل التي تسهم مثل تضيق الأوعية ، توسع الأوعية ، والحركة الفنية 10. في هذا البروتوكول ، استخدمنا كاميرا الأشعة تحت الحمراء لالتقاط الحرارة ديناميات النسيج ردا على التحفيز الحراري في درجة حرارة الغرفة. تم اختيار التحفيز الحراري بحيث تم التقليل من تأثير توسع الأوعية وتضيق الأوعية. نماذج أخرى ، وقياس الجهود ضرورية من أجل تحديد وجود علاقة بين كمية موثوق بها مؤشر وظائف الاوعية الدموية وتروية أنسجة الجلد.
في رقم 3 ، استخدمنا أفيني التحول للمهام التصنيع المشترك. ومع ذلك ، بالنظر إلى أن يتم وضع الكاميرات مع اثنين من زوايا مختلفة في الفضاء 3d ، فإنه يحتمل أن تكون أكثر دقة في تطبيق التحول المتصلة التحول 3D بين اثنين من كاميرات. حاليا نحن نبحث في هذا الاتجاه والتي تنطوي المعايرة خارجي من الكاميرات في الفضاء 3d باستخدام الهندسة epipolar.
Disclosures
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
Acknowledgments
بدعم من المعاهد الوطنية للصحة جوائز RO1 HL073087 ، جنرال موتورز 077185 ، 069589 وجنرال موتورز إلى CKS. ويؤيد أيضا العمل من خلال منحة مقدمة من برنامج الطب التجديدي للDHLRI. المؤلفون ممتنون للدعم التقني والمدخلات من أفراد السريرية التالية في جامعة ولاية أوهايو : الدكتور Sabyasachi.Biswas (مركز بالجروح الشامل) ، والدكتور أليسون Spiwak (تداول شعبة تكنولوجيا) ، جوزيف Agoston (شعبة الإعارة) ، توما Shives (شعبة الإعارة) ، جوزيف يوينغ (الهندسة الميكانيكية) ، سكوت كيلينجر (الهندسة الميكانيكية) ، وXiaoyin قه (الهندسة الكهربائية).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Higgins Calligraphy waterproof black ink | Sanford | 44314 | diluted to 1% |
| Hamamatsu ORCA ER deep cooling CCD camera | Hamamatsu Corp. | C4742-80-12AG | |
| Varispec SNIR liquid crystal tunable filter | Cambridge Research Systems | VIS-10-HC-20 | |
| ThermoVision A40 infrared camera | FLIR Systems Inc. | A40 | |
| Thorlabs OSL1 high intensity fiber light source | Thorlabs Inc. | OSL1 |
References
- Myers, D. E., Anderson, L. D., Seifert, R. P., Ortner, J. P., Cooper, C. E., Beilman, G. J. Noninvasive method for measuring local hemoglobin oxygen saturation in tissue using wide gap second derivative near-infrared spectroscopy. J Biomed Opt. 10 (3), 034017-034017 (2005).
- Jarm, T., Kragelj, R., Liebert, A., Lukasiewitz, P., Erjavec, T., Preseren-Strukelj, M. Postocclusive reactive hyperemia in healthy volunteers and patients with peripheral vascular disease measured by three noninvasive methods. Adv Exp Med Biol. 530, 661-669 (2003).
- Treacher, D. F., Leach, R. M. Oxygen transport-1. Basic principles. Bmj. 317 (7168), 1302-1306 (1998).
- Leach, R. M., Treacher, D. F. Oxygen transport-2. Tissue hypoxia. BMJ. 317 (7169), 1370-1373 (1998).
- Sen, C. K. Wound healing essentials: let there be oxygen. Wound Repair Regen. 17 (1), 1-18 (2009).
- RL, G. reenman, Panasyuk, S., Wang, X., TE, L. yons, Dinh, T., Longoria, L. Early changes in the skin microcirculation and muscle metabolism of the diabetic foot. Lancet. 366 (9498), 1711-1717 (2005).
- Valvano, J. W. The use of thermal diffusivity to quantify tissue perfusion [dissertation]. , Massachusetts Institute of Technology. (1981).
- Hassan, M., Togawa, T. Observation of skin thermal inertia distribution during reactive hyperaemia using a single-hood measurement system. Physiol Meas. 22 (1), 187-200 (2001).
- Ley, O., Deshpande, C., Prapamcham, B., Naghavi, M. Lumped parameter thermal model for the study of vascular reactivity in the fingertip. J Biomech Eng. 130 (3), 031012-031012 (2008).
- Wilson, S. B., Spence, V. A. Dynamic thermographic imaging method for quantifying dermal perfusion: potential and limitations. Med Biol Eng Comput. 27 (5), 496-501 (1989).
